[发明专利]用于超声波成像技术领域的方法和仪器

说明书

技术领域

本发明主要涉及超声波成像领域。特别的，本发明的具体实施例涉及用于频谱图像的方法和系统。 

背景技术

超声波被用于对各种器官、心脏、肝脏、胎儿和血管进行成像。对于心血管疾病的诊断，频谱多普勒通常被用于测量血流速度。由于与没有空间辨别能力的连续波(CW)技术相比，脉冲频谱多普勒技术具有对血管中的速度进行采样的空间采样能力，而且可以沿着超声波束对所有的信号进行采样，因此脉冲频谱多普勒技术通常得到使用。 

多普勒技术中，超声波以脉冲重复频率(PRF)进行传输，并且随着在接收到的超声波信号中的频移(多普勒移频)而检测血流速度。接收到的超声波与和传输超声波频率相同频率的同相(0度)和正交(90度)的基准信号混合。经过低通滤波高频部件(即二次谐波)之后，只得到了基带信号。壁滤波(wall-filtering)(如高通滤波)应用于基带信号以从组织去除强杂波噪声和缓慢移动如血管壁的组织，从而产生复杂I-Q多普勒信号。 

通常，I-Q多普勒信号被输入到诸如快速傅立叶变换(FFT)的频谱分析器，以得到代表血流速度的多普勒频谱。多普勒移频与血流速度存在如下关系： 

Δf=2ftvcosθc---(1)]]>

此处Δf是多普勒移频，f_t是传输频率，v是血流速度，θ是超声波束方向和速度矢量间的夹角，c是声速。 

通常使用128点、256点或512点快速傅立叶变换(FFT)。因为多普勒信号是通过脉冲超声波(以及采样)技术得到的，所以采样理论规定了最大频率界限。最大频率通常是脉冲重复频率(PRF)或f_PRF的一半。因为在复 杂I-Q多普勒信号上执行FFT，所以负方向的血流速度出现于负频域。因此，多普勒频谱FFT输出具有相应于负速度的负频率。这样，多普勒频谱通常具有从 到 的频率范围。但是，负频率范围可分配为表示大于 且一直到f_PRF的正频率。在相反的情形中，正频率范围可分配为表示小于 且一直到-f_PRF的负频率。多普勒频谱模型中，上述情形是通过基线移动执行的。基线移动在正频率或负频率方向上移动零频率基线的位置。这样，在极端的情形中由于基线移动的作用，多普勒频谱可具有从-f_PRF到0或从0到f_PRF的范围。全部频率范围恒为f_PRF。 

通常在心血管应用方面，血流速度可能超过这些最大速度，从而导致混淆(aliasing)。混淆发生时，频谱可环绕在正的最大频率处，超过最大界限的频率出现于负频率；或者可环绕在负的最大频率处，超过负的最大界限的频率出现于正频率。混淆使得确定血流速度变得困难。 

相反地，f_PRF可能太大以至于不能准确测量血流速度。最大血流速度(最大频率)可能只有最大频率界限的大约十分之一，造成所显示的频谱太小以至于不能准确测量。 

大多数超声波应用中，用户手动调节相应于血流速度的PRF，和/或手动调节相应于频谱标度中的零速度而作为零频率位置的基线。但是，用户在调节这些设定中所花费的时间更应该用于诊断上面。 

这就存在解决这些问题的必要。 

发明内容

本发明的发明人发现人们期望存在一种获得多普勒频谱中的最大频率并用作混淆检测器的系统和方法。当混淆发生时，最大频率从正频率卷绕到负频率，或从负频率卷绕到正频率。当检测到混淆时，基线就被移动以适应在正确的频率极性中被卷绕频率的大小。